در زمستان ۵۴ قبل از میلاد نیزهای به اردوگاه رومیان محاصرهشده در گال حمل شد که نامهای به آن بسته بود. فرمانده این اردوگاه، کوئینتوس تولیوس سسرو، برادر سخنران مشهور، بود و نیروهای دشمن آن را به گونهای احاطه کرده بودند که رساندن پیام خطرآمیز شد. ژولیاوس پس از آگاهی از محاصره توسط پیغامی که از داخل فرار کرده بود، اسبسوار گالیک را با پاسخ خود فرستاد. اگر نتوانست نزدیک شود تا ایمن تحویل دهد، به او دستور داد نامه را به نیزه بپیوندد و به سوی اردوگاه پرتاب کند. این طرح مؤثر بود؛ اگرچه نیزه در برجی گیر کرد و به مدت دو روز بیدیده ماند تا سربازی سرانجام آن را کشف کرد.
نامه به سسرو اطلاع داد که ژولیاوس با لشکرهای خود در راه نجاتشان است و به سربازان محاصرهشده روحیهٔ لازم را میبخشد. ژولیاوس همچنین پیشاحتیاطیای را ذکر کرد که امروز داستان را جالبتر میکند: پیام را با حروف یونانی نوشت تا دشمنی که آن را به دست آورد، بلافاصله نتواند برنامههای رومی را بخواند.
این نامه لزوماً نمونهٔ جابهجایی سهحرفی که امروز به آن رمز سزار میگوییم نیست. توصیف مشهور این روش توسط سوتونیوس، نویسندهٔ رومی، پس از سالها نوشته شد. با این حال، دو روایت نشان میدهد ژولیاوس پیشاپیش دربارهٔ چگونگی محافظت از مکاتبات نظامی رهگیر شده از فهم آسان فکر میکرد.
این ترفند تقریباً به طرز تحقیرآمیزی ساده بود
هر حرف را سه تا جابجا کن، تمام
ما این روش را میدانیم چون سوتونیوس در کتاب «دوازده سزار» حدود ۱۵۰ سال پس از مرگ ژولیاوس، آن را ثبت کرده است. در روایت او، ژولیاوس مکاتبههای محرمانه را با سیستمی از جایگزینی ساده انجام میداد که هر حرف را سه موقعیت جلوتر در الفبا میگذاشت. این نمونهای بسیار ساده از چگونگی تبدیل متن واضح به متن رمزی است.
سوتونیوس در مثال خود از D به جای A استفاده میکند که الگوی امروزی را نشان میدهد: A به D، B به E و Z در نهایت به C میگردد. الفبای لاتین ژولیاوس با الفبای امروز همخوانی ندارد، بنابراین نسخهٔ A‑to‑Z صرفاً تصویر مدرن همان روش پایهای است.
میتوانید درک کنید چرا این سیستم مفید بود. پس از آگاهی هر دو طرف از جابهجایی، پیام میتوانست به صورت کامل به دستنویس نوشته و رمزگشایی شود، بدون نیاز به دستگاه خاص یا جدول مرجع پیچیده. در برابر کسی که مصرانه به تجزیه و تحلیل متن میپردازد، مقاوم نیست، اما یک نامهٔ رهگرفت دیگر در یک نگاه معنا را فاش نمیکرد. در مکاتبههای نظامی عبور از سرزمینهای خصمانه، حتی این مانع کوچکی میتوانست کارساز باشد.
میتوانید هنوز رمز سزار را در سر خود امتحان کنید
دو هزار سال بعد، مداد و کاغذ کافیاند
یک تمرین کوچک انجام میدهیم. پیام سادهای مثل "ATTACK AT DAWN" را بگیرید. با جابهجایی سهحرفی سنتی سزار، هر حرف سه موقعیت به جلو میرود؛ A به D، T به W، C به F؛ پیام کامل به "DWWDFN DW GDZQ" تبدیل میشود. در اصطلاح مدرن، ATTACK AT DAWN متن واضح، DWWDFN DW GDZQ متن رمزی، و جابهجایی کلید است.
وقتی جابهجایی را میدانید، بازگرداندن آن به همان اندازه مکانیکی است. هر حرف را سه موقعیت به عقب ببرید و جملهٔ اصلی باز میگردد. این بخشی از عملی بودن طرح بود، چون فرستنده و گیرنده تنها باید جابهجایی توافقشده را به خاطر بسپارند و همان قاعده را به طور یکنواخت اعمال کنند.
ضعف آن به سرعت آشکار میشود. کسی که مشکوک به جابهجایی سزار است، معما عظیمی برای حل ندارد. با الفبای ۲۶حرفی مدرن، تنها ۲۵ حالت غیر تکراری وجود دارد، بنابراین رهگیر میتواند هرکدام را امتحان کند تا کلمات قابل تشخیص ظاهر شوند. DWWDFN DW GDZQ تحت اکثر جابهجاییها بیمعنی به نظر میرسد، اما سه گام به عقب بلافاصله ATTACK AT DAWN میشود. نرمافزارهای مدرن میتوانند تمام گزینهها را در کسری از ثانیه تست کنند؛ حتی با مداد و کاغذ، پیام کوتاه با جابهجایی سزار به سختی میتواند به یک حفاری باستانشناسی تشبیه شود.
نوچندش از او باعث ادامهٔ این عادت شد
آگوستوس نسخهٔ خود را داشت
ارثیهٔ پذیرفتهشدهٔ سزار، آگوستوس، ظاهراً از سیستم مشابهی استفاده میکرد. سوتونیوس میگوید وقتی آگوستوس به رمز مینوشت، حرف بعدی الفبا را برای حرف مورد نظر جایگزین میکرد؛ A به B، B به C. نسخهٔ او نیز یک پیچیدگی عجیب در انتهای الفبا داشت. به جای دور زدن دایرهای همانند نمایشهای مدرن رمز سزار، سوتونیوس میگوید آگوستوس برای X، AA مینوشت.
این نکتهٔ جزئی مفید است چون نشان میدهد جایگزینی حرف به حرف صرفاً عادتی موقت مخصوص سزار نبود. ما از هر دو سیستم آگاه شدیم چون سوتونیوس آنها را سالها پستر ثبت کرده و نگاهی دقیق و خاص به اینکه دو فرمانروای رومی چگونه سعی کردند مکاتبات حساس را برای خوانندگان ناخواسته دشوارتر کنند، فراهم آورده است.
قرنها طول کشید تا ضعف بهصورت رسمی تدوین شود
ال‑کندی الگوهای زبانی را به ابزار شکستن رمز تبدیل کرد
جابجایی سزار ممکن است ناظری که نگاهی سرسری میاندازد فریب دهد، اما فضای کلید آن کوچک است. با الفبای ۲۶‑حرفی امروزی، تنها ۲۵ جابهجایی معنادار برای آزمون وجود دارد؛ بنابراین خوانندهٔ مصمم میتواند به سادگی همه را امتحان کند تا متن قابلفهم شود.
پیشرفت بزرگتر در قرن نهم رخ داد؛ آنگاه علمدانی عرب ال‑کندی توصیف نظاممند و باقیماندهٔ اولیهٔ تجزیهٔ فرکانس را ارائه داد که بهطور کلی بهعنوان نخستین گزارش منظم شناخته میشود. کار او به حوزهای میرسد که امروز به «رمزشکنی» میگوییم، مطالعهٔ شکستن حفاظهای رمزنگاریای.
درک کلیدی او این بود که زبان دارای الگوهایی است؛ برخی حروف بسیار بیشتر از بقیه ظاهر میشوند و رمز جایگزینی ساده ممکن است حروف را پنهان کند ولی ردپای آماری آن را باقی بگذارد.
این ایده فراتر از رمز سزار مفید بود. جایگزینی تکحرفی میتواند بهصورت فراوان ترکیبهای حروفی تولید کند؛ بنابراین حدس زدن بهصورت نیروی خرد دستی کمتر عملی میشود. تجزیهٔ فرکانس به رمزگشا راه دیگری میدهد، با نگاه به نمادهای رایج، جفتهای تکراری و سایر الگوهای مکرر و مقایسهٔ آنها با زبان پایه.
یکی از راههای بعدی رمزنگاران برای سختتر کردن جایگزینی، تغییر مداوم آن در طول پیام بود. لئون باتیستا آلبرتی در قرن پانزدهم با استفاده از الفباهای رمزی متعدد آزمایش کرد؛ یوهانس تریتیمیوس در سال ۱۵۱۸ جدول recta خود را منتشر کرد؛ جووان باتیستا بلاّسو در سال ۱۵۵۳ سیستمی چندحرفی کلیددار شرح داد. بلز دی ویژنر در سال ۱۵۸۶ کار خود درباره رمزنگاری چندحرفی منتشر کرد و تاریخ نام او را به رمزی که امروز بهعنوان رمز ویژنر شناخته میشود اختصاص داد، هرچند بلاّسو پایهٔ این روش را دههها پیش توصیف کرده بود.
جابجایی هرگز کاملاً ناپدید نشد
جابجایی سادهٔ سزار هنوز هم بهصورت آنلاین مورد استفاده است، هرچند هیچکس با راز واقعی برای محافظت از آن استفاده نمیکند. ROT13 شاخترین نوادگان آن است که هر حرف را با حرفی سیزدهجا جلوتر در الفبا تعویض میکند. چون سیزده دقیقاً نیمهٔ الفبای ۲۶ حرفی است، اعمال دوبارهٔ ROT13 متن اصلی را باز میگرداند. این ویژگی آن را برای پستهای قدیمی Usenet، شوخیهای انجمن، پاسخهای پازل و اسپویلرها که هدف فقط پنهان نگه داشتن متن تا زمان آشکارسازی بود، ایدهآل کرد.
رمزنگاری مدرن مسیر طولانیای از جابجایی حروف سزار پیموده است. اکنون میتواند از کلیدهای متقارن یا جفت کلیدهای عمومی‑خصوصی استفاده کند، بسته به آنکه چه چیزی باید محافظت شود و کلیدها چگونه تبادل شوند. AES‑۲۵۶ استاندارد مدرن رمزنگاری متقارن است، در حالی که سامانههایی چون PGP ترکیبی از رمزنگاری متقارن و عمومی را برای محافظت از پیامها به کار میگیرد.
از اینجا که اینجا آمدید، یک معما برای خودتان میگذارم: FDHVDU ZRXOG ORYH WKLV، با همان جابجایی سه حرفی که سزار مشهور شد. اگر رمز را گشایید متن اصلی را در نظرات بگذارید.
منبع: این مطلب ترجمه و بومیسازی مقالهای از MakeUseOf به قلم Oluwademilade Afolabi است. مشاهده مقاله اصلی